3D-SDH實(shí)現(xiàn)逼真三維全息投影的概念圖?！≈袊拼?供圖

中新網(wǎng)合肥4月12日電 (記者 吳蘭)記者12日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校光學(xué)與光學(xué)工程系龔雷副教授課題組與新加坡國立大學(xué)仇成偉教授、加拿大魁北克大學(xué)國家科學(xué)研究院Jinyang Liang教授合作，提出一種超高密度3D全息投影的新方法。

據(jù)介紹，研究團(tuán)隊(duì)將光散射引入到三維全息投影技術(shù)中，同時(shí)克服了傳統(tǒng)全息投影技術(shù)深度調(diào)控的兩個(gè)瓶頸問題，實(shí)現(xiàn)了超高密度的三維動(dòng)態(tài)全息投影。

相關(guān)研究成果近日在線發(fā)表于國際知名學(xué)術(shù)期刊《光學(xué)》上。

自1956年丹尼斯·加博爾發(fā)明全息術(shù)以來，人們一直相信光學(xué)全息是實(shí)現(xiàn)裸眼3D顯示的理想途徑。但是動(dòng)態(tài)重構(gòu)逼真立體場景的三維全息顯示一直面臨重大挑戰(zhàn)，其中生成真實(shí)的三維全息圖是瓶頸問題。真實(shí)的三維全息圖涉及對(duì)重構(gòu)物體深度信息的連續(xù)精密調(diào)控，全息圖深度信息調(diào)控能力越強(qiáng)，有效投影平面密度越高，人眼觀測到的重構(gòu)物體圖像就越逼真。

動(dòng)態(tài)全息投影通常依賴空間光調(diào)制器調(diào)制光場波前重構(gòu)物體圖像信息，然而即使采用最先進(jìn)的空間光調(diào)制器，目前生成的全息圖深度調(diào)控能力也非常有限。此外，不同深度平面上圖像之間的串?dāng)_進(jìn)一步降低了全息投影的質(zhì)量。因此，投影平面深度分辨率低和平面間圖像串?dāng)_大，成為產(chǎn)生逼真三維全息圖的兩個(gè)關(guān)鍵限制因素。

在此工作中，研究人員發(fā)明了一種散射輔助的三維動(dòng)態(tài)全息技術(shù)(3D-SDH)。該三維動(dòng)態(tài)全息技術(shù)利用光的多重散射極大提高了光學(xué)系統(tǒng)可調(diào)控空間頻率的范圍，同時(shí)開發(fā)散斑光場傳輸屬性降低不同深度平面光場的相關(guān)性，將基于菲涅爾全息的投影深度分辨率提高3個(gè)量級(jí)以上，同時(shí)極大抑制了不同投影平面間圖像的串?dāng)_。此外，光場的振幅、相位和偏振信息在散射過程中實(shí)現(xiàn)了耦合，散射輔助的三維動(dòng)態(tài)全息進(jìn)一步利用單個(gè)數(shù)字全息圖實(shí)現(xiàn)了三維動(dòng)態(tài)偏振全息投影。

研究人員介紹，散射輔助的三維動(dòng)態(tài)全息技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高密度、低串?dāng)_、大視角的三維動(dòng)態(tài)全息投影，可以更逼真地動(dòng)態(tài)再現(xiàn)三維立體場景，應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)、投影光刻和信息存儲(chǔ)等技術(shù)領(lǐng)域。(完)